DNA的生物合成2遗传信息流动的中心法则第一节复制的基本规律一、半保留复制（semiconservativereplication）是DNA复制的基本特征在DNA复制过程中，DNA双螺旋结构的两条多核苷酸链彼此分开，然后，每条链各自作为模板，在其上分别合成出一条互补链，这样，新形成的两个DNA分子（子代DNA）与原来DNA分子（亲代DNA）的核苷酸序列完全相同。在此过程中，每个子代DNA的两条链，一条来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为DNA的半保留复制。密度梯度实验:为了证实DNA分子中只有一条是新合成的，Meselson和Stahl将提取出的第1代大肠杆菌DNA加热处理，使其变性后仍通过CsCl超速离心分离，在紫外吸收扫描图上可见两个比重不同的紫外吸收峰，从而确证了第1代细菌的DNA是由两条比重不同的链所组成，排除了其它可能性。8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流1213二、双向复制原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。复制中的DNA成为状。真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon)。复制子是独立完成复制的功能单位。16三、半不连续复制（semidiscontinuousreplication）1、体内仅存在5’3’的DNA聚合酶2、前导链与随从链（岗崎片段）18领头链（leadingstrand）：DNA复制时，一股以3’5’方向的母链作为模板，指导新合成的链以5’3’方向连续合成的链称为领头链。（复制方向与解链方向一致）随从链（laggingstrand):DNA复制时，一股以5’3’方向的母链作为模板，指导新合成的链沿5’3’合成，1000-2000个核苷酸不连续的小片段的链称为随从链。（复制方向与解链方向相反)岗崎片段（Okazakifragment）：DNA复制时，一股以5’3’方向的母链作为模板，指导新合成的链沿5’3’合成1000-2000个核苷酸不连续的小片段称之为岗崎片段。岗崎片段由DNA连接酶连成一条完整的新链。半不连续复制：在DNA复制过程中，亲代DNA分子中以3’5’方向的母链作为模板指导新的链以5’3’方向连续合成，另一股以5’3’为方向的母链则指导新合成的链以5’3’方向合成1000—2000个核苷酸长度的许多不连续的片段（岗崎片段），这种复制方式称之为半不连续复制。23第二节DNA复制的酶学二、DNA聚合酶催化核苷酸之间聚合DNA聚合酶（DNApolymerase）在有DNA模板存在时，可催化合成DNA，因此，又称为依赖DNA的DNA聚合酶（DNA-dependentDNApolymerase，DNA-pol）。1.原核生物的DNA聚合酶1956年，Kornberg等人首次从大肠杆菌的提取液中发现了一种能催化合成DNA的酶，称为DNA聚合酶Ⅰ。大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ有三种功能：第一、5′→3′的聚合作用。大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ只能在引物的3′端加上脱氧核苷酸，它是利用引物的3′-OH与待加入的脱氧核苷三磷酸的5′α-磷酸基之间形成3′,5′-磷酸二酯键。已加入的脱氧核苷酸则仍有一个游离的3′-OH，又可与下一个脱氧核苷三磷酸的5′磷酸基之间形成3′,5′-磷酸二酯键,以后，按这种方式，DNA链不断延伸，因此，新链的合成方向是5′→3′，称为大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的5′→3′聚合作用。27第二、3′→5′的外切作用（3′→5′exonucleaseaction）大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ除具有5′→3′的聚合作用外，也能催化从3′-末端水解DNA链，而产生游离的单核苷酸，称为3′→5′的外切作用。其3′→5′的外切作用对DNA的聚合具有校正功能。错位接上去的碱基C会被DNA聚合酶Ⅰ的3′→5′的外切作用水解掉，而DNA聚合酶Ⅰ再催化重新聚合上正确的碱基T。29第三、5′→3′的外切作用。大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ还具有5′→3′的外切作用。但这种外切作用不同于其3′→5′的外切作用：（1）首先，其裂解的键必须位于双螺旋区域。（2）其次，产物为单核苷酸或几个碱基组成的寡聚体。（3）5′→3′的外切作用随着DNA合成的进行而不断增强。（4）5′→3′的外切作用的酶的活性部位可与其聚合作用和3′→5′的外切作用的活性部位分开。大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的5′→3′外切作用在DNA复制过程中用于去除引物。3132小片段可见，大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的结构功能区可表示如下：5′→3′3′→5′5′→3′外切作用外切作用聚合作用5′→3′3′→5′